Inför prov 27/3 - Cellen

Cellen, cellmembranet och transport över cellmembranet

Vad kännetecknar eukaryota celler?

• Flercelliga organismer (kan vara encellig)

• Har cellkärna

• DNA i cellkärna

• ex. djur och växter

• Har membranomslutna organeller!

Vad kännetecknar prokaryota celler?

• Encelliga organismer

• Saknar cellkärna

• DNA fritt i cellen

• ex. bakterier och arkéer

• Saknar membranomslutna organeller!

Alla celler har ett cellmembran, cytoplasma och DNA.

Cytoplasma och cytosol

Cytoplasma innehåller framförallt vatten och är allt cellinnehåll innanför cellmembranet, exklusive cellkärnan, och består av en trögflytande vätska (cytosol). Finns i både prokaryota och eukaryota (djur - och växtceller).

Ribosom

En proteinfabrik i cellen som är avgörande för proteinsyntesen. Kopplar ihop aminosyror till långa proteinkedjor. Finns i alla typer av celler.

Mitokondrie

Cellens kraftverk. Omvandlar socker och syre till energi → cellandning. Finns endast i eukaryota celler (växt - och djurceller).

Endoplasmatiska nätverket (ER), slätt och strävt?

Slätt: bildar lipider, fosfolipider och steroider (fetter), och lagrar kalcium joner.

Strävt: bearbetar proteiner.

Finns endast i djurceller.

Golgiapparaten

Tillverkning och mellanlagring av ämnen, transporterar ämnen ut ur cellen.

Tar emot proteiner, ändrar proteiner. Finns endast i djurceller.

Lysosom

Bryter ner/tar hand om cellulärt avfall, ex proteiner som inte behövs/är muterade. Ensymer bryter ner. Finns endast i djurceller.

Peroxisom

Tar hand om skadligt avfall. Finns endast i djurcell - och växtceller (eukaryota).

Vakuol

Vätskefylld blåsa som upptar större delen av cellens inre. Består främst av vatten och finns endast i växtceller.

Kloroplast

Innehåller klorofyll → fotosyntes. Finns endast i växtceller.

Centriol

Bildar kärnspole som transporterar kromosomer under celldelning.

Cellskelett

Proteintrådar som genomkorsar hela cellen. Finns i både djur- och växtceller.

Cellskelettets funktion

• Ger celler en bestämd form

• Gör så att skilda celler kan röra sig

• Möjliggör transport av ämnen inne i cellen

• Uppbyggt av tre olika slagsproteintrådar

• Cellskelettet är flexibelt - där sker ständig material omsättning.

Vilka tre typer av proteintrådar bygger upp cellskelettet?

1. Mikrotubili

2. Mikrofilament (aktinfilament)

3. Intermediära filament/trådar

Cellskelettet: Mikrotubili

• “Rör” uppbyggda av kulformade molekyler av proteinet tubilin

• Ger cellen stadga och form

• Fungerar som en “räls”

• Transporterar ämnen och organeller inom cellen

Rörlika stora strukturer av små tubulinproteiner 

Cellskelettet: Mikrofilament (aktinfilament)

• Byggs upp av trådar av det kulformade proteinet aktin

• Ger cellen dess form

• Påverkar cellens rörelser, ex. vid en muskelsammandragning

• Mest koncentrerat nära cellmembranet (involverad i form och rörelse av cell)

Cellskelettet: Intermediära filament/trådar

• Byggs upp av fiber formade proteinmolekyler av varierande slag

• Hårt tvinnat - likt ett rep (långsträckta proteiner som tvinnas två och två)

• Håller cellkärna och andra organeller på bestämda platser i cellen

• Ex. hår och naglar består av intermediära filament.

Mikrotubili - hur fungerar transporten inom cellen?

• Cellens “järnväg”.

• Motorprotein:

Kinestin (+ ände) och dynein ( - ände) arbetar samtidigt men koordineras så de inte motverkar varandra. Visikeln är själva bubblan där det som ska transporteras sitter (hormon, molekyl, mRNA)

Motorproteinet kinestin vandrar längs med mikrotubili.

Motorprotein

• Kinestin och dynein

• Membranblåsor/Visiklar med olika innehåll transporteras genom cellen mha motorprotein

• Cellskelettet (spex mikrotubili) fungerar som en räls för motorproteinen.

• ATP (cellens energi) gör att motorproteinet kan röra sig längs med cellskelettet.

Cilier och flageller är uppbyggda av mikrotubuli och motorprotein som gör att de kan röra sig.

Vad är cellmembranet uppbyggt av?

Bi-lager (dubbellager) av fosfolipider

Proteiner (transporterar ämnen in och ut)

Kolesterol

Glykoproteiner

Glykolipider

Cellmembranet: fosfolipider

Cellmembranet är uppbyggt av fosfolipider (en molekyl, typ av fett).

• Består av bland annat syre och fosfor som är den hydrofila delen (gillar vatten), “det runda huvudet”.

• Består av långa kolkedjor som är den hydrofoba delen (ogillar vatten, “stängerna)

• De organiserar sig i ett bi-lager (dubbellager)

• Den hydrofila delen är i kontakt med vatten och den hydrofoba delen är inte det.

Fördel med att cellmembran är uppbyggt av bland annat fosfolipider (hydrofob, hydrofil)

Det skapar en bra barriär mellan cellens ut - och insida där oladdade, opolära, relativt små partiklar KAN passera.

Cellmembranet: kanalproteiner

• Står för passiv och aktiv transport av ämnen in och ut ur cellen.

• Partiklar kan ta sig in och ut ur cellen

Cellmembran: kolesterol

• Fett

• Stabiliserar cellmembran

• Ger struktur/flexibilitet

Koncentrationsgradient

Olika koncentration av partiklar på utsidan än på insidan.

Diffusion

• Partiklar rör sig alltid från hög till låg koncentration

• Diffusionen pågår tills koncentrationen är samma överallt

• Diffusionen drivs av den allmänna molekylrörelsen (HÖG konc. → LÅG konc.)

Därför livsviktigt med denna koncentrationsgradient (olikhet i konc.) för att partiklar ska kunna röra sig över cellmembranet.

Semipermeabelt membran

= “till hälften genomsläppligt”

Cellmembranet är semipermeabelt

• Oladdade, opolära molekyler släpps igenom lipidlagret genom diffusion.

• Ex. O₂, måste vara hög koncentration O₂ utanför cellen än inuti cellen → cellandning vid mitokondrier (livsviktigt)

Vilka uppgifter har cellmembransprotenier?

• Transport

• Enzym

• Kommunikation

• Immunförsvar

• Cell - till cellkontakt

Kanalproteiner: Passiv transport

• Sker spontant

• Proteiner skapar kanaler så partiklar kan passera cellmembranet

• Partiklar går genom proteinkanalerna från hög till låg koncentration

• Partiklarna diffunderar längs med koncentrationsgradienten.

• Proteiner kan vara icke-selektiva eller selektiva.

Kanalproteiner: Aktiv transport

• Sker ej spontan → kräver tillföring av energi i form av ATP

• När ämnen måste röra sig i motsatt riktning: Från låg → hög koncentration

• Rörelse mot koncentrationsgradienten → rörelse i motsatt riktning är diffusion

• Görs av speciella pumpproteiner

Varför skulle en cell vilja göra aktiv transport?

• Ex. när växter vill ta upp mineralämnen som finns i låga koncentrationer i marken.

• Ex. för djur:

Hög kaliumkonc. innanför cellen, låg utanför

Låg natriumkonc innanför cellen, hög utanför

Aktiv transport med joner leder till att man bygger upp koncentrationsgradienten.

Osmos

• passiv transport av vatten, dvs vattnets diffusion

• proteinet är selektivt: akvaporiner

100% avjoniserat vatten har hög koncentration

Vatten som innehåller lösta ämnen (salt) har låg koncentration.

Åt vilket håll diffunderar vattnet och vad händer med en växtcell då den befinner sig i vatten med låg koncentration?

Cellen krymper, skrumpnar då vattnet diffunderar ut, vakuol är ej utspänd , växten hänger ner

Exocytos

• Export av stora partiklar ut ur cellen.

• Vesikel = membranblåsa sammansmälter med cellmembranet och innehåller kan tömmas ut.

Endocytos

• Import av stora partiklar in i cellen.

• Cellen omsluter partikeln med hjälp av podier och det bildas en vesikel i cellen.

Sekundär aktiv transport

• Koncentrationsgradienten utnyttjas.

• För att ta upp ett ämne: Glukos-transportproteinet nyttjar konc. gradienten som uppstår av Kalium/natrium pumpen.

Glukos kan transporteras in och ut.

Förklaring: en process där ämnen transporteras över cellmembranet mot sin koncentrationsgradient genom att utnyttja energi från en befintlig jongradient (ofta natrium), snarare än direkt ATP-förbrukning